反射型液晶显示器制造技术

一种仅采用一片偏振片薄膜的反射型液晶显示器，包括将液晶密封在一对基板１４和１９之间制成的液晶晶包、偏振片薄膜、两个延迟薄膜、散射薄膜和镜面反射镜。液晶的扭转角在２２０°中２６０°之间。液晶的延迟ｎＬＣ.ｄＬＣ在７００ｎｍ至１０００ｎｍ之间，延迟薄膜的延迟为｜Ｒ薄膜（２）－Ｒ薄膜（１）｜２００ｎｍ。在液晶分子准直、延迟薄膜延迟轴以及偏振片吸收轴之间建立特定角度关系。可提供明亮白色显示、具有高对比度的消色差黑白显示以及对观察角度的依赖性极小。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及反射型液晶显示器领域。
技术介绍
响应于使用包括移动电话、PHS(个人手持电话系统)和PDA(个人数字助手)的信息和通信设备的迅速增长，已经逐步建立了在任何时间、从任何地点由任何人访问和发送信息的基础结构。由于这种类型的信息和通信设备是为移动使用专门设计的，需要又亮又薄的低功率输入的显示元件。因此，液晶显示器是目前满足这种需要的一种主要显示器。液晶显示器是通过用几伏有效电压驱动液晶分子，以改变光透射率而显示消息的。由于液晶本身是非发光物质，因此需要一个单独的光源，它需要比驱动液晶所需功率大得多的功率。通过在液晶显示器下方提供一反射镜而利用环境光的反射型液晶显示器，同时再利用液晶的更有利的特性实现了极低功耗的显示元件。液晶显示器因此成为移动信息终端中所使用的主要显示器之一。 此外，随着信息量的增大，移动信息终端对彩色显示的需求正在增大。已经对彩显提出了有关反射型液晶显示器构造的几项建议，包括采用彩色滤光片和双折射效应等。 传统的反射型液晶显示器包括液晶晶包和将液晶晶包夹在当中的一对偏振片薄膜。一片偏振片薄膜的光透射率仅45％，对于平行于偏振片薄膜吸收轴偏振的光，其透射率接近于0。垂直于吸收轴偏振的光，透射率几乎为90％。于是，在利用两个偏振片薄膜的反射型液晶显示器中，进入液晶显示器的光在从液晶显示器出射前四次通过偏振片薄膜。于是，当非偏振自然光入射在液晶显示器上时，不考虑彩色滤光片的吸收，可以按照下式计算总反射比或光透射率(0.9)4×50％＝32.8％。 为了实现更明亮的显示，已经提出几项有关利用单个偏振片的构造。在这种单个偏振片结构中，可以在液晶晶包顶部侧面上仅设置一个偏振片薄膜，以致于液晶晶包被一个偏振片薄膜和反射镜夹在当中。例如，在日本公开专利公报H8-201802和H7-146469号中揭示了这种结构。在这种情况中，进入液晶显示器中的光仅两次通过偏振片薄膜。因此，再次不考虑彩色滤光片的吸收的话，单个偏振片反射型液晶显示器的总反射比或光透射率可以按照下式计算(0.9)2×50％＝40.5％。 因此，与采用两个偏振片薄膜的结构相比，单个偏振片结构在总反射比上提高到约24％((40.5/32.8)×100％-100％)。 此外，日本公开专利公报H6-308481提出一种利用扭转液晶层和偏振片薄膜的双折射特性，没有彩色滤光片，产生彩色显示的反射型彩色液晶显示装置。 图5示出传统的包括一个偏振片薄膜(偏振片)和一个彩色滤光片的反射型液晶显示器的构造。液晶晶包53是通过将液晶层57夹在透明基板54和底部基板59之间产生的，透明基板54上形成有彩色滤光片55和透明电极56，底部基板59上形成有镜面反射镜58。在这一液晶晶包的外侧层叠有延迟薄膜52、偏振片51和正向散射薄膜50，以完成一个反射型液晶显示器。 如果在采用两个偏振片薄膜的反射型液晶显示器中采用彩色滤光片以产生彩色显示，那么，反射比足以保证所需的显示亮度。 如果通过增大反射比保证所需的亮度，在具有单个偏振片薄膜的的反射型液晶显示器结构中采用彩色滤光片，那么，产生消色差黑白显示可能是困难的。在传统的结构中可能会出现不希望有的彩色化。具体地说，不能实现具有低反射比的消色差黑白显示。此外，这种类型的彩色显示的光学特性在很大程度上依赖于入射光和观察角。如果具有单个偏振片薄膜的反射型液晶显示器受观察角度的影响达到较高程度，那么，其缺点是不局限于窄的观察角度。更具体地说，如果黑色显示的反射比在特定入射光角度下增大，那么，由于在反射型液晶显示器中控制入射光角度要比透射型液晶显示器困难得多得多，光学特性会明显地劣化。 采用扭转液晶层双折射特性和偏光片的不采用彩色滤光片而实现彩色显示的反射型液晶显示器件能够保证在两个偏振片薄膜上的实用亮度，因为未采用彩色滤光片。然而，这种结构从理论上不可以应用于诸如16个灰度等级4096彩色显示的多个灰度等级和多种色彩的显示，因为双折射效应会产生彩色化。这种类型还具有低色彩纯度和有限的彩色再现范围。 即使在未采用彩色滤光片的黑白反射型液晶显示器中，如果采用两个偏振片薄膜不能实现具有高反射比的白色显示。
技术实现思路
本专利技术的目的是通过解决传统反射型液晶显示器的以上缺点提供一种具有明亮白色显示、高对比度、优良消色差黑白显示以及很少依赖于观察角度的令人满意光学特性的彩色或黑白反射型液晶显示器。 本专利技术的反射型液晶显示器包括液晶晶包，其中液晶层包括密封在第一基板和第二基板之间的液晶；设置在液晶晶包的第一基板侧面上的偏振片薄膜；设置在偏振片层与液晶晶包的液晶层之间的两层延迟薄膜；设置在偏振片层与液晶层之间的一层或一层以上的散射薄膜；以及设置在液晶晶包的第二基板侧面上的光学反射镜。这一反射型液晶显示器满足以下条件。液晶的扭转角在220°和260°之间。液晶的双折射ΔnLC与液晶层厚度dLC的乘积ΔnLC·dLC在700nm至1000nm之间。由公式1表示的每个延迟层的延迟R薄膜(i)满足公式2的关系，这里，i＝1是靠近液晶晶包的延迟薄膜，i＝2是远离液晶晶包的延迟薄膜；nx(i)是每个延迟薄膜在该薄膜表面内的非寻常光的折射率；ny(i)是寻常光的折射率；d(i)是层厚度。 R薄膜(i)＝{nx(i)-ny(i)}·d(i) (1)|R薄膜(2)-R薄膜(1)|≤200nm (2)此外，反射型液晶显示器满足一组公式3-5或一组公式8-10100°≤φF1-φLC≤140° (3)-70°≤φF2-φF1≤-50° (4)-70°≤φp-φF2≤-50° (5)75°≤φF1-φLC≤115° (8)-70°≤φF2-φF1≤-50° (9)-40°≤φp-φF2≤10° (10)这里φLC＝与第一基板接触的液晶的液晶分子的准直方向的角度；φp＝偏振片薄膜的吸收轴的角度；φF1＝靠近液晶晶包的延迟薄膜的光学慢轴的角度(非寻常光折射率的角度)；以及 φF2＝远离液晶晶包的延迟薄膜的光学慢轴的角度；所有的角度是相对于平行于液晶晶包表面的参考方向测量的，把从第二基板到第一基板的液晶的扭转方向认为是正方向。 这种结构提供了实现具有足够低反射比的消色差黑色显示和具有高反射比的消色差白色显示以及高对比度的反射型液晶显示器。 如果将延迟薄膜的折射率设定为满足0≤Qz(i)≤1.0，这里，把系数Qz定义为Qz＝{nx(i)-nz(i)}/{nx(i)-ny(i)}，nz(i)＝垂直于延迟薄膜表面的折射率，那么，光学特性对入射光方向或观察者方向的依赖性将减小，因此可实现具有进一步令人满意反射比的消色差黑色显示。 在第二基板与液晶之间设置光学反射镜，以及采用含有铝或银的金属薄膜作为光学反射镜，可以使双象或视差的出现减至最少，因为液晶层与反射面接触。这种结构可实现进一步令人满意的显示图象，以及与此同时可实现具有高反射比的白色显示。 附图说明 图1是按照本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种反射型液晶显示器，所述反射型液晶显示器包括： 液晶晶包，包括在第一基板与第二基板之间密封厚度为ｄＬＣ的一个层、双折射为ｎＬＣ的液晶，该液晶晶包具有第一基板侧面和第二基板侧面； 设置在所述液晶晶包的第一基板侧面上的偏振片层； 设置在所述偏振片层与所述液晶层之间的两层延迟层； 设置在所述偏振片层与所述液晶层之间的至少一层散射层；以及 设置在所述液晶晶包的第二基板侧面上的光学反射镜； 其特征在于：所述液晶的扭转角在２２０°和２６０°之间； 所述液晶的双折射ｎＬＣ乘以液晶层厚度ｄＬＣ的乘积ｎＬＣ.ｄＬＣ在７００ｎｍ至１０００ｎｍ之间，该液晶显示器满足下列公式２以及或公式３－５中的一个或公式８－１０中的一个： ｜Ｒ薄膜（２）－Ｒ薄膜（１）｜２００ｎｍ （２） １００° φＦ１－φＬＣ １４０° （３） －７０° φＦ２－φＦ１ －５０° （４） －７０° φｐ－φＦ２ －５０° （５） ７５° φＦ１－φＬＣ １１５° （８） －７０° φＦ２－φＦ１ －５０° （９） －４０° φｐ－φＦ２ １０° （１０）。 这里，Ｒ薄膜（ｉ）（延迟层中的延迟ｉ）＝｛ｎｘ（ｉ）－ｎｙ（ｉ）｝.ｄ（ｉ），对于相对靠近所述液晶晶包的延迟层ｉ＝１，对于相对远离所述液晶晶包的延迟层ｉ＝２）； ｎｘ（ｉ）＝层的一面内的延迟层ｉ的非寻常光的折射率； ｎｙ（ｉ）＝延迟层ｉ的寻常光的折射率； ｄ（ｉ）＝延迟层ｉ的厚度； φＬＣ＝与所述基板接触的所述液晶的分子的准直角度； φｐ＝所述偏振片层的吸收轴角度； φＦ１＝延迟相位方向角度，它是相对较靠近所述液晶晶包的所述延迟层的非寻常光折射率的角度；以及 φＦ２＝相对较远离所述液晶晶包的所述延迟层的所述非寻常光折射率的角度； 其中，所有角度根据与所述液晶晶包的一侧面平行的参考方向测得，从第二基板到第一基板的所述液晶的扭转方向被视为正向。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：畑中孝之，藤田晋吾，小川铁，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]